[发明专利]对称和非对称可重构四构态并联平台

说明书

技术领域

本发明涉及一种机械设计领域，特别是一种对称和非对称可重构四构态并联平台。

背景技术

并联机构是由多个并行支链构成的闭环运动系统，即由多个并行支链的一端同时与一个末端执行器(动平台)相连构成。从Steward机构在轮胎测试及飞行模拟器上的成功应用开始，并联机构一直成为诸多学者研究的对象。并联机构(PM)相比与传统的串联机构，具有更大的刚度、负载和更高的精度。但其工作小的问题一直制约着其发展，中国专利ZL 201510977107.6公布了一种新型具有可重构特性的并联机构，该并联平台可通过调节固定平台的面积来改变工作空间，在一定程度上改善了并联平台的工作空间，但是该并联平台占地面积大且工作空间调节范围较小，因此，有必要设计一种既能保持较好的承载能力，又能较大幅度改变工作空间的并联平台。

目前尚未见有一种既能保持较好的承载能力，又能较大幅度改变工作空间的具有可重构功能的并联平台的创新发明设计。

发明内容

本发明的目的是提供一种对称和非对称可重构四构态并联平台，它既能保持较好的承载能力，又能较大幅度改变工作空间。

本发明通过以下技术方案实现上述目的：一种对称和非对称可重构四构态并联平台，该并联平台的三个支链具有相同的结构，第一侧杆、第二侧杆和第三侧杆结构相同，第一滑动杆、第二滑动杆和第三滑动杆的结构相同，第一虎克铰、第三虎克铰和第四虎克铰与动平台相连，第二虎克铰、第五虎克铰和第六虎克铰与固定平台相连，第一滑动杆一端与第一虎克铰相连，另一端与第一侧杆的一端相连，第一侧杆的另一端与第二虎克铰相连，第二滑动杆一端与第三虎克铰相连，另一端与第二侧杆的一端相连，第二侧杆的另一端与第五虎克铰相连，第三滑动杆一端与第四虎克铰相连，另一端与第三侧杆的一端相连，第三侧杆的另一端与第六虎克铰相连，第一圆弧转板安装在第一侧杆上，第二圆弧转板安装在第二侧杆上，第三圆弧转板安装在第三侧杆上。

所述第一侧杆上焊接有圆弧固定档板，用于安装第一圆弧转板。

所述第一滑动杆上焊接有转动块。

所述第一侧杆上开有长槽，第一滑动杆在长槽中滑动。

本发明中，U表示虎克铰，P表示移动副，R表示转动副，如3-UPU型表示并联平台的三个支链具有相同的结构，每个支链的运动副都是两个虎克铰和一个移动副。依此类推类推。2-UPU-URU型表示并联平台其中两个支链的运动副是两个虎克铰和一个移动副，一个支链的运动副是两个虎克铰和一个转动副。2-URU-UPU型表示并联平台其中两个支链的运动副是两个虎克铰和一个转动副，一个支链的运动副是两个虎克铰和一个移动副。3-URU型表示并联平台的三个支链具有相同的结构，每个支链的运动副都是两个虎克铰和一个转动副。

本发明的突出优点在于：

1、该并联平台具有可重构的功能，能够根据不同的工作需求，在3-UPU、2-UPU-URU、2-URU-UPU和3-URU构型之间灵活转换，具有较强的适应性。

2、该并联平台采用改变运动副的形式来改变构态，能够较大范围的改变工作空间。

3、该并联平台可在工作的过程中通过改变构型来调节工作空间和承载能力，具有较强的灵活性。

附图说明

图1是本发明所述的并联平台3-UPU构型时的结构示意图。

图2是本发明所述的并联平台2-UPU-URU构型时的结构示意图。

图3是本发明所述的并联平台2-URU-UPU构型时的结构示意图。

图4是本发明所述的并联平台3-URU构型时的结构示意图。

图5是本发明所述的并联平台第一侧杆和第一滑动杆以移动副形式相连时的结构示意图。

图6是本发明所述的并联平台第一侧杆和第一滑动杆以转动副形式相连时的结构示意图。

图7是本发明所述的并联平台第一圆弧转板在第一侧杆上的装配示意图。

图8是本发明所述的并联平台第一滑动杆的示意图。

图9是本发明所述的并联平台第一侧杆和第一滑动杆以移动副形式相连时的运动范围示意图。

图10是本发明所述的并联平台第一侧杆和第一滑动杆以转动副形式相连时的运动范围示意图。